title: go实现tcp/ip协议协议-2 icmp实现ping date: 2022-04-03 17:00:58 tags: tcp categories: tcp
相关协议介绍(后续如无特殊标注都为ipv4)
icmp包分析
如下图,我们可以得出协议的排序结构为，ethernet->ip->icmp,由于我们基于tun实现，没有以太网头,我们只需要接收到ip
icmp数据帧,如果使用tap实现(注意需要单独实现arp协议,否则arp表过期后,icmp会ping不通),然后根据icmp数据帧返回对应的数据即可实现icmp协议
icmp完整数据包如下
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| ipheader(20 byte) |icmpheader(8 byte)|icmp data(ip头里定义的长度) |
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ip头部分析
ip头根据rfc791 定义如下 我们解析出ip头后,可以根据Protocol = 1(icmp)来判断是否为icmp数据帧,如果是,则进行icmp处理,如果不是,则进行下一步 下面我们接着看icmp头部
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|Version| IHL |Type of Service| Total Length |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Identification |Flags| Fragment Offset |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Time to Live | Protocol | Header Checksum |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Source Address |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Destination Address |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Options | Padding |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
Protocol Number Protocol Name Abbreviation
1 Internet Control Message Protocol ICMP
6 Transmission Control Protocol TCP
###icmp头部分析 icmp头根据 rfc791
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Type | Code | Checksum |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Identifier | Sequence Number |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| Data ...
+-+-+-+-+-
Type
8 for echo message;
0 for echo reply message.
代码部分
首先我们需要读取字节流，解析ip头 这里我们用gopackage有兴趣的可以对应rfc文档看看解析包对应的源码
)包，网络协议部分的包基本封装好了 有兴趣的可以对应rfc文档看看解析包对应的源码
根据解析的ip头里的Protocol字段来判断是否为icmp数据帧
ip4, ok := gopacket.NewPacket(buf, layers.LayerTypeIPv4, gopacket.Default).Layer(layers.LayerTypeIPv4).(*layers.IPv4)
if !ok {
continue
}
switch ip4.Protocol {
case layers.IPProtocolICMPv4:
{}
然后将剩余的字节流解析为icmp头部，根据TypeCode判断是否为icmp请求
icmp4, ok := gopacket.NewPacket(ip4.LayerPayload(), layers.LayerTypeICMPv4, gopacket.Default).Layer(layers.LayerTypeICMPv4).(*layers.ICMPv4)
if !ok {
continue
}
if icmp4.TypeCode != layers.CreateICMPv4TypeCode(layers.ICMPv4TypeEchoRequest, 0) {
continue
}
然后构造icmp返回字节流写回我们tun0 具体代码如下
replyIp4 := &layers.IPv4{
Version: 4,
IHL: 5,
TOS: 0,
Id: 0,
Flags: 0,
FragOffset: 0,
TTL: 255,
Protocol: layers.IPProtocolICMPv4,
SrcIP: ip4.DstIP,
DstIP: ip4.SrcIP,
}
replyIcmp4 := &layers.ICMPv4{
TypeCode: layers.CreateICMPv4TypeCode(layers.ICMPv4TypeEchoReply, 0),
Id: icmp4.Id,
Seq: icmp4.Seq,
}
err = gopacket.SerializeLayers(replyBuf, opt, replyIp4, replyIcmp4, gopacket.Payload(icmp4.Payload))
if err != nil {
log.Printf("err:%v", err)
continue
}
_, err = iface.Write(replyBuf.Bytes())
if err != nil {
log.Printf("err:%v", err)
continue
}
下面我们来测试是否可以正常返回icmp(基于ubuntu20.04)
首先启动程序,然后执行如下
tshark -i tun0 -f icmp
#返回如下
Running as user "root" and group "root". This could be dangerous.
Capturing on 'tun0'
1 0.000000000 192.168.2.0 → 192.168.2.1 ICMP 84 Echo (ping) request id=0x00e7, seq=5/1280, ttl=64
2 0.000121273 192.168.2.1 → 192.168.2.0 ICMP 84 Echo (ping) reply id=0x00e7, seq=5/1280, ttl=255 (request in 1)
3 1.023995361 192.168.2.0 → 192.168.2.1 ICMP 84 Echo (ping) request id=0x00e7, seq=6/1536, ttl=64
4 1.024119710 192.168.2.1 → 192.168.2.0 ICMP 84 Echo (ping) reply id=0x00e7, seq=6/1536, ttl=255 (request in 3)
ping 192.168.2.1
#返回如下
PING 192.168.2.1 (192.168.2.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.2.1: icmp_seq=1 ttl=255 time=0.157 ms
64 bytes from 192.168.2.1: icmp_seq=2 ttl=255 time=0.196 ms
至此我们icmp已经可以了,后面开始我们的tcp实现